Опора трубопровода

[Guterfreund 75]

Добрый день, друзья!

 

Имеется вот такая опора трубопровода

Файл геометрии: Opora.zip

 

Геометрия очень простая: листы 10 мм, сталь 20, швы угловые с катетом 10 мм.

 

Задача: определить максимальную допускаемую вертикальную нагрузку (весовую) от трубопровода по условию статической прочности. Данная задача была решена численными методами.

 

Любопытно следующее: как бы решал эту задачу инженер-конструктор лет так 50 назад? Попытался прикинуть на скорую руку, но не смог привести данную задачку к какой-либо подходящей упрощенной расчетной схеме.

 

Поделитесь, пожалуйста, мыслями и опытом, как бы Вы рассчитывали данную конструкцию руками, не численными методами.

[Борман 2 397]

Убрать ложеметы и заменить его четырьмя одинаковыми силами на корпус. Перегородки привести к одной нужной толщины. Дальше посмотреть вертикальный св. шов на отрыв. Поделить в нужный момент на 2/4/8 и т.д.

 

Так до сих пор самолеты считают. А запас прочности в авиастроении примерно 1,15 если мне память не именяет.

[Солнцеворот 207]

А запас прочности в авиастроении примерно 1,15 если мне память не именяет.

 

Запас прочности - это коэффициент незнания реальных условий нагружения.

 

Хрен его знает что там кроме массы трубы на опору дейсвует: масса содержимого трубы, ветровые нагрузки, снеговые, упавшее дерево, грузовик, врезавшийся в трубу или еще что.

[Борман 2 397]

Хрен его знает что там кроме массы трубы на опору дейсвует: масса содержимого трубы, ветровые нагрузки, снеговые, упавшее дерево, грузовик, врезавшийся в трубу или еще что.

 

А инженер конструктор 50 лет назад прекрасно все это знал.

[JAR 28]

Коэффициент безопасности (который коэффициент незнания) в авиастроении 1.5 по умолчанию. Это для того, что летает. Для того, что стоит на земле, надо брать 3. А запасы возможны любые, большие единицы. Тут же используется коэффициент неравномерности, допускается брать 0.6 для подобных соединений.

Да, мы такие задачи до сих пор считаем руками. Если тут то, что я вижу (геометрию мне открыть нечем), то ложемента всего два. Тогда несущая способность находится из трех форм разрушения:

1) находим допускаемый поток касательных усилий в сварке. Домножая его на удвоенную высоты опоры и поделив на 0.6, получим допустимую нагрузку по срезу.

2) находим критический поток осевых усилий в пластине (зеленая и сливовая на рисунке) при сжатии, принимая высоту ее, как минимальную (в вершине арки) плюс две трети стрелы дуги. Домножая его на ширину опоры и поделив на 0.6, находим допустимую нагрузку по устойчивости продольных стенок.

3) находим критический поток касательных усилий в боковых стенках (на шаге от рыжей до зеленой пластины). Домножая его на удвоенную высоты опоры и поделив на 0.6, получим допустимую нагрузку по устойчивости боковых стенок.

4) выбираем минимальную нагрузку из полученных трех величин, делим на три и лимитируем несущую способность опоры полученной цифирой.

[Guterfreund 75]

А каким документом вводится коэффициент запаса 3? Если обратиться к СНиП II-23-81, то там максимальный коэффициент надежности по материалу 1.1 + коэффициент условий работы минимальный 0.7.

 

Ведь такие вещи считаются в соответствии с требованиями нормативных документов или я не прав?

 

Тот же СНиП II-23-81 рекомендует максимальное недонапряжение до 5%. А что будет, если коэффициент запаса 3 ввести?

[JAR 28]

Со СНИПами не работаю, ничего не скажу.

3 - не коэффициент запаса, а коэффициент безопасности. Принципиально разные вещи, хотя в линейной постановке они взаимозаменяемы.

По Еврокоду коэффциент безопасности около 2 по материалу, еще около 1.125 по устойчивости или по сварке, еще около 1.4 на случай падающего дерева или врезающегося грузовика, еще около 1.27 на землетрясение. Пишу "около", поскольку привожу максимумы, а так это зависит от условий эксплуатации, климатической и сейсмической зоны. Набегает ровно 4.

[Fedor 1 628]

4 уж больно много http://www.pinega3.narod.ru/verz.htm    :)

Конструкция подобна двутаврам. Надо бы еще перпендикулярно стенке косынки поставить и забыть про устойчивость стенки. Распределение нагрузки можно принять по косинусу, сильно не ошибетесь. Останется тривиальный изгиб по сопромату. Вполне можно и на логарифмической линейке сосчитать, если уметь ей пользоваться . :)

И зачем гнуть если такой пустяк легко сварить ?

 

" Принципиально разные вещи " - и по какому такому это принципу если смысл одинаковый ? :)

[Борман 2 397]

Со СНИПами не работаю, ничего не скажу. 3 - не коэффициент запаса, а коэффициент безопасности.

Коэффициент безопасности лепится из других коэффцииентов СНИПа. В газотранспорте он получается от 1.6 до 2.1 примерно. Смысла в нем мало. 

[Fedor 1 628]

Не всегда когда используют числа используют численный метод :)

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D1%8B%D1%87%D0%B8%D1%81%D0%BB%D0%B8%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D1%8B%D0%B5_%D0%BC%D0%B5%D1%82%D0%BE%D0%B4%D1%8B

[JAR 28]

Во вложении - решение от специалиста, который считал такие вещи 40 лет назад.

Переписано моей рукой, если что.

scan-20141202142855.pdf

[Fedor 1 628]

Ну я же говорил, что по косинусу распределение брали. Потому, что интегрировать удобнее чтобы отнормировать нагрузку. Тогда еще умели аналитически интегрировать :)

[soklakov 1 485]

Данная задача была решена численными методами.

Во вложении - решение от специалиста, который считал такие вещи 40 лет назад.

Как сходимость?

[Fedor 1 628]

Да обычно не искали области контакта как в задаче Герца, поэтому такой вопрос и не вставал. Считали область контакта определенной. Идея в том, что вне опоры давление 0, в середине максимум. Ну и гладкое распределение без скачков. Я как-то решал задачку о контакте ролика и трубы эксковатора. Там был переменный радиус кривизны из-за деформаций трубы. А как контакт до конца ролика добирался, то все, просто росло линейно давление при фиксированном распределении. Надо было академиков выручить из института машиноведения, а то они год лабораторией не могли с таким пустячком справиться :)

[JAR 28]

Как сходимость?

Не знаю, не видел исходную геометрию. Размеры взяли "от фонаря".

[soklakov 1 485]

Не знаю, не видел исходную геометрию. Размеры взяли "от фонаря".

Это да. Может, @@Guterfreund что скажет) 

[Fedor 1 628]

Не так уж и от фонаря. Хотя примерно как от переменного тока среднюю мощность :)

[Guterfreund 75]

Сделаю решение аналитикой, выложу результаты сходимости. Сейчас несколько завален работой... 

[Guterfreund 75]

Приведенная опора низкая, предельные напряжения сжатия по условию прочности много меньше критических напряжений по условию устойчивости. Вышеприведенная методика в данном случае не подходит. Эта опора из альбома типовых решений, есть расчетное значение максимальной вертикальной рабочей нагрузки. Горизонтальное сечение опоры по условию прочности на сжатие держит раза в четыре больше допускаемой расчетной нагрузки. Численными методами у меня тоже больше получилось...

[soklakov 1 485]

Эта опора из альбома типовых решений, есть расчетное значение максимальной вертикальной рабочей нагрузки.

Оно точно расчетное? Или экспериментальное?